小型車両用のＶベルト式無段変速機
【課題】 送りネジ機構による送り動作をスムーズに行わせることができ、結果的に変速のための動作に無理な負荷がかからないようにする。
【解決手段】 溝幅可変のプライマリシーブ３及びセカンダリシーブ４間にベルト５を巻回した自動二輪車用のＶベルト式無段変速機において、プライマリシーブの可動フランジの位置調節装置８を、可動フランジに軸受２３を介して連結された回転スライド部材１２と、モータ１０の回転を回転スライド部材に伝達する歯車式の回転伝達機構１３と、固定側の部材として設けられた送りガイド部材１６と、回転スライド部材と送りガイド部材との間に設けられた送りネジ機構１７と、回転スライド部材と送りガイド部材との間に送りネジ機構と同軸に且つ送りネジ機構と分離して設けられたスライドガイド機構１８と、により構成した。
【解決手段】 溝幅可変のプライマリシーブ３及びセカンダリシーブ４間にベルト５を巻回した自動二輪車用のＶベルト式無段変速機において、プライマリシーブの可動フランジの位置調節装置８を、可動フランジに軸受２３を介して連結された回転スライド部材１２と、モータ１０の回転を回転スライド部材に伝達する歯車式の回転伝達機構１３と、固定側の部材として設けられた送りガイド部材１６と、回転スライド部材と送りガイド部材との間に設けられた送りネジ機構１７と、回転スライド部材と送りガイド部材との間に送りネジ機構と同軸に且つ送りネジ機構と分離して設けられたスライドガイド機構１８と、により構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プライマリシーブとセカンダリシーブとの間にＶベルトを掛け渡した小型車両用のＶベルト式無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクータ型の自動二輪車等の小型車両には広くＶベルト式無段変速機が使われている。このＶベルト式無段変速機は、エンジン等の動力源の出力が入力されるプライマリ軸と駆動輪への出力を取り出すセカンダリ軸とにそれぞれ配された溝幅可変の一対のプライマリシーブ及びセカンダリシーブにＶベルトを巻回し、溝幅調節機構により各シーブの溝幅を変えることでＶベルトの各シーブに対する巻回径を調節し、それにより両シーブ間での変速比を無段階的に調節するというものである。
【０００３】
通常、前記プライマリシーブ及びセカンダリシーブは、相互間にＶ形溝を形成する固定フランジと可動フランジとから構成され、各可動フランジがプライマリ軸又はセカンダリ軸の軸線方向に移動自在に設けられている。そして、溝幅調節機構により可動フランジを移動することによって、変速比を無段階に調節できるようになっている。
【０００４】
従来、この種のＶベルト式無段変速機として、溝幅調節のための可動フランジの移動を、モータと送りネジ機構を組み合わせた装置で行うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図３は特許文献１に記載された従来のＶベルト式無段変速機の例を示す構成図である。図において、１０１はプライマリ軸（入力軸）、１０２はセカンダリ軸（出力軸）、１０３はプライマリシーブ、１０４はセカンダリシーブ、１０５はＶベルトである。プライマリシーブ１０３、セカンダリシーブ１０４は、それぞれ固定フランジ１０３Ａ、１０４Ａと可動フランジ１０３Ｂ、１０４Bから構成され、プライマリシーブ１０３の可動フランジ１０３Ｂを軸方向に移動して溝幅を調節する手段として、送りネジ機構１１２及び図示略のモータを中心要素とする可動フランジ位置調節装置１１０が設けられている。また、プライマリシーブ１０３の溝幅を狭める方向の補助力を発生する手段として、可動フランジ１０３Ｂの背面側にスプリング１２０が配されている。
【０００６】
具体的に説明すると、可動フランジ１０３Ｂの背面側には中空筒部１０７が突設されており、その先端内周部が軸受１０８を介して回転スライド部材１０９に結合されることで、可動フランジ１０３Ｂと回転スライド部材１０９が、軸方向には一体に移動するものの相対回転できる関係になっている。回転スライド部材１０９の内周側には、固定側の部材として配された送りガイド部材１１４の外周が嵌合されており、その嵌合面に送りネジ機構１１２の雄ネジと雌ネジが設けられている。そして、回転スライド部材１０９を図示略のモータで回転させることにより、その回転を、送りネジ機構１１２により直線動作に変換して、可動フランジ１０３Ｂに対する移動推力として付与するようになっている。
【０００７】
【特許文献１】特許第２５５８５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記従来の無段変速機において、回転スライド部材１０９は、回転と共に軸方向に移動するものであるが、軸方向に移動する際の案内が、構造上多少とも遊びのある送りネジ機構１１２それ自体の案内作用のみによって行われるので、動作が不安定になるおそれがあった。特に回転スライド部材１０９には通常歯車を設ける関係上、歯車の位置によっては、送りネジ機構１１２に余計な方向の力（例えば、歯車が倒れる方向の力）がかかることが予想され、結果的に送り動作がスムーズに行われないばかりか、モータの負担が増える可能性があった。
【０００９】
本発明は、上記事情を考慮し、送りネジ機構による送り動作をスムーズに行わせることができ、結果的に変速のための動作に無理な負荷がかからないようにすることのできる小型車両用のＶベルト式無段変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、動力源の出力が入力されるプライマリ軸と、該プライマリ軸に平行に配されて駆動輪への出力を取り出すセカンダリ軸と、前記プライマリ軸及びセカンダリ軸上にそれぞれ配され、相互間にベルト巻回用のＶ溝を形成する固定フランジ及び可動フランジを有し、且つ前記可動フランジを軸方向に移動することで前記Ｖ溝の溝幅を可変とされたプライマリシーブ及びセカンダリシーブと、これらプライマリシーブ及びセカンダリシーブのＶ溝に巻回され、両シーブ間で回転動力を伝達するＶベルトと、前記可動フランジを移動することで前記プライマリシーブ及びセカンダリシーブの溝幅を調節する溝幅調節機構とを備え、前記溝幅調節機構により前記各シーブの溝幅を変えることで前記Ｖベルトの各シーブに対する巻回径を調節し、前記プライマリシーブと前記セカンダリシーブとの間での変速比を無段階に調節する小型車両用のＶベルト式無段変速機において、前記溝幅調節機構の主要素として、変速用駆動源の回転を直線動作に変換して前記プライマリシーブの可動フランジに対する移動推力として付与し、それにより当該可動フランジの位置を調節する可動フランジ位置調節装置が設けられており、該可動フランジ位置調節装置が、前記プライマリシーブの可動フランジに対し回転自在且つ軸方向に一体に移動可能に連結された回転スライド部材と、前記変速用駆動源の回転を前記回転スライド部材に伝達する回転伝達機構と、前記回転スライド部材に対し固定側の部材として設けられた送りガイド部材と、前記回転スライド部材と送りガイド部材との間に前記プライマリ軸と同軸の関係で設けられ、回転スライド部材が回転させられたとき、ネジの送り作用により回転スライド部材を軸方向に移動させる送りネジ機構と、前記回転スライド部材と送りガイド部材との間に、前記送りネジ機構と同軸に且つ送りネジ機構と分離して設けられ、回転スライド部材の軸方向の移動を案内するスライドガイド機構と、により構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、前記スライドガイド機構が、前記回転スライド部材及び送りガイド部材にそれぞれ形成されて互いに周方向及び軸方向に移動可能に面接触する一対の円筒摺動面によって構成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記送りネジ機構と前記スライドガイド機構が、前記プライマリ軸の中心からの半径方向の位置を異ならせ且つ軸方向に重なる位置に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１又は２において、前記送りネジ機構と前記スライドガイド機構が、軸方向に並べて配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項３において、前記送りガイド部材が円筒状の部材として形成されると共に、前記回転スライド部材が、前記円筒状の送りガイド部材の先端に嵌合されることで、送りガイド部材の内周側に位置する内筒壁と送りガイド部材の外周側に位置する外筒壁とを一体に有した断面Ｕ字形の二重周壁構造のリング体として構成されており、前記送りガイド部材の内周と回転スライド部材の内筒壁との対向面に、前記送りネジ機構又はスライドガイド機構の一方が設けられ、前記送りガイド部材の外周と回転スライド部材の外筒壁との対向面に、前記送りネジ機構又はスライドガイド機構の他方が設けられ、しかも、前記回転スライド部材の外筒壁上の前記スライドガイド機構の外周側の位置に、前記回転伝達機構の一要素としての歯車が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項５において、前記回転スライド部材に、前記送りガイド部材に対して嵌合された際に前記内筒壁と外筒壁との間に封止される内部空間を回転スライド部材の外部空間へ連通させる連通孔を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、プライマリシーブの可動フランジに連結された回転スライド部材の移動は、従来と同様に送りネジ機構で行うものの、移動の際の回転スライド部材の案内は、送りネジ機構とは別個に設けたスライドガイド機構で行うようにしている。つまり、送り移動と案内の役目を各機構で分担したことにより、余分な力が送りネジ機構にかからないようにすることができる。特に、回転スライド部材に通常のように歯車を設けた場合、無理な形で送りネジ機構に余分な力がかかるおそれがあるが、歯車にかかる力は全てスライドガイド機構で受け止めることができるので、送りネジ機構に無理な力が加わるのを防ぐことができる。その結果、どんな状態であっても、送りネジ機構の動きを滑らかにすることができ、回転スライド部材の安定した動作を保証することができると共に、変速用駆動源の負担も減らせる。又、送りネジ機構は、送り移動の働きだけを果たせばよいから、高度な案内機能を持たせる必要がなく、その分、ネジの種類や加工精度を価格の低いものに落とせる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、スライドガイド機構を、互いに面接触する一対の円筒摺動面によって構成したので、スペースをとることなく、簡単な構造で、回転スライド部材のスムーズな移動を実現することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、送りネジ機構とスライドガイド機構を、径方向の位置を異ならせ且つ軸方向に重なる位置に配置したので、無段変速機の軸方向のコンパクト化を実現する上で効果を発揮することができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、送りネジ機構とスライドガイド機構を軸方向に並べて配置したので、無段変速機の径方向のコンパクト化を実現する上で効果を発揮することができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、回転スライド部材を、断面Ｕ字形の二重周壁構造を有するリング体として構成し、円筒状の送りガイド部材を内外周から送りネジ機構とスライドガイド機構で挟むようにしたので、回転スライド部材を、回転可能且つ軸方向移動可能に送りガイド部材によって強固に支持することができる。しかも、変速用駆動源からの回転を受ける歯車を、回転スライド部材の外筒壁上のスライドガイド機構の外周側の位置に設けたので、歯車にかかる力を確実にスライドガイド機構で受け止めることができ、送りネジ機構への無理な力の伝達を防止することができる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、断面Ｕ字形の二重周壁構造を有するリング体として構成した回転スライド部材の内部空間を外部空間に連通させたので、回転スライド部材が軸方向に動くことにより内部空間が膨張収縮した場合にも、内部空間の圧力を外部とバランスさせることができる。従って、回転スライド部材の動作に負担をかけることがなくなる上、送りネジ機構やスライドガイド機構の潤滑状態に悪い影響を与えることもなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態に係る小型車両用のＶベルト式無段変速機を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る小型車両用のＶベルト式無段変速機を示す水平断面図、図２は図１に示した小型車両用のＶベルト式無段変速機のプライマリ側の構成を示す拡大断面図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態に係る自動二輪車用（小型車両用）のＶベルト式無段変速機（以下、無段変速機とも云う）１１０は、動力源であるエンジン１０５の出力が入力されるプライマリ軸１と、該プライマリ軸１に平行に配されて駆動輪３０５への出力を取り出すセカンダリ軸２と、前記プライマリ軸１及びセカンダリ軸２上にそれぞれ配され、相互間にベルト巻回用のＶ溝を形成する固定フランジ３Ａ，４Ａ及び可動フランジ３Ｂ，４Ｂを有し、且つ前記可動フランジ３Ｂ，４Ｂを軸方向（図中、左右方向）に移動することで前記Ｖ溝の溝幅を可変とされたプライマリシーブ３及びセカンダリシーブ４と、これらプライマリシーブ３及びセカンダリシーブ４のＶ溝に巻回され、両シーブ３，４間で回転動力を伝達するＶベルト５と、前記可動フランジ３Ｂ，４Ｂを移動することで前記プライマリシーブ３及びセカンダリシーブ４の溝幅を調節する溝幅調節機構（特に符号は付さず）とを備えており、この溝幅調節機構によりプライマリシーブ３及びセカンダリシーブ４の溝幅を変えることで、Ｖベルト５の各シーブ３，４に対する巻回径を調節し、前記プライマリシーブ３と前記セカンダリシーブ４との間での変速比を無段階に調節するものである。
【００２４】
この無段変速機１１０は、前記溝幅調節機構の主たる要素として、変速用駆動源であるモータ１０（図２参照）の回転を直線動作に変換して、プライマリシーブ３の可動フランジ３Ｂに対する移動推力として付与し、それにより当該可動フランジ３Ｂの位置を調節する可動フランジ位置調節装置８を備えている。
【００２５】
又、その他の溝幅調節機構の要素として、前記可動フランジ３Ｂとプライマリ軸１との間に設けられ、プライマリ軸１の回転トルクと可動フランジ３Ｂの回転トルクにトルク差が生じた時に、トルク差を解消する方向の移動推力を前記可動フランジ３Ｂに付与するプライマリ側作動機構（所謂、トルクカム）３０と、前記セカンダリシーブ４の可動フランジ４Ｂに溝幅を狭める方向の推力を付与する手段である圧縮コイルスプリング４０と、前記可動フランジ４Ｂとセカンダリ軸２との間に設けられ、セカンダリ軸２の回転トルクと可動フランジ４Ｂの回転トルクにトルク差が生じた時に、トルク差を解消する方向の移動推力を前記可動フランジ４Ｂに付与するセカンダリ側作動機構（所謂、トルクカム）６０と、を備えている。
尚、図１において、矢印Ｃ，Ｅはプライマリ軸１及びセカンダリ軸２の各回転方向を示す。また、矢印Ｄはプライマリ側作動機構３０により可動フランジ３Ｂに発生する推力の方向を示し、矢印Ｆはセカンダリ側作動機構６０により可動フランジ４Ｂに発生する推力の方向を示す。
【００２６】
そして、本実施形態の無段変速機１１０は、エンジン１０５のクランクケースに隣接する変速機ケーシング１００，１０１内に収容されており、プライマリ軸１は、エンジン１０５のクランク軸と一体に構成されている。又、セカンダリ軸２は、減速機３０２を介して車軸３００に接続され、車軸３００に駆動輪３０５が取り付けられる。プライマリシーブ３はプライマリ軸１の外周に配され、セカンダリシーブ４はセカンダリ軸２の外周に遠心クラッチ７０を介して取り付けられている。
【００２７】
詳細に述べると、図２に示すように、プライマリシーブ３は、プライマリ軸（クランク軸）１の一端に固定される固定フランジ３Ａと、プライマリ軸１の軸方向（図中の矢印Ａ方向）に移動可能な可動フランジ３Ｂとで構成されており、これら固定フランジ３Ａと可動フランジ３Ｂの対向円錐面間に、Ｖベルト５が巻き掛けられるＶ溝が形成されている。
プライマリ軸１の一端は、軸受２５を介してケーシング１０１に支持されており、この軸受２５の嵌合するスリーブ２４と後述するスリーブ２１をロックナット２６で固定することによって、固定フランジ３Ａのボス部が軸方向に移動しないように固定されている。
【００２８】
可動フランジ３Ｂは、プライマリ軸１が貫通する円筒状のボス部を有し、このボス部の一端に円筒状のスライダ２２が固定されている。このスライダ２２とプライマリ軸１との間には、スリーブ２１が介装されており、このスリーブ２１は、プライマリ軸１の外周にスプライン２０を介して嵌合され、プライマリ軸１と一体に回転するようになっている。そして、このスリーブ２１の外周にスライダ２２が軸方向に移動可能に装着されている。
【００２９】
スライダ２２には、軸方向に対して斜めに延びるカム溝３１が形成されており、このカム溝３１内に、スリーブ２１の外周に突設したガイドピン３２が摺動可能に挿入されている。これにより、スライダ２２と一体の可動フランジ３Ｂは、プライマリ軸１と一体に回転しつつ、このプライマリ軸１の軸方向に移動可能となっている。
【００３０】
これらのカム溝３１とガイドピン３２は、前述したプライマリ側作動機構（所謂、トルクカム）３０を構成しており、カム溝３１の傾斜の向きは、プライマリ軸１の回転トルクと可動フランジ３Ｂの回転トルクにトルク差が生じた時に、トルク差を解消する方向の移動推力をプライマリシーブ３の可動フランジ３Ｂに付与する向き（例えば、プライマリ軸１の回転トルクが可動フランジ３Ｂの回転トルクより大きいときに、プライマリシーブ３の溝幅を狭める方向（矢印Ｄ方向）の移動推力を可動フランジ３Ｂに付与するような向き）に設定されている。傾斜角度を含めたカム溝３１の経路は、与える性能に応じて直線状や曲線状等の任意に設定することができ、加工も容易である。
【００３１】
一方、可動フランジ３Ｂの背面側には、前記可動フランジ位置調節装置８が設けられている。この可動フランジ位置調節装置８は、概略的に述べると、プライマリシーブ３の可動フランジ３Ｂに対し軸受を介して回転自在且つ軸方向に一体に移動可能に連結された回転スライド部材１２と、変速用駆動源であるモータ１０の回転を回転スライド部材１２に伝達する歯車式の回転伝達機構１３と、回転スライド部材１２に対し固定側の部材として設けられた送りガイド部材１６と、回転スライド部材１２と送りガイド部材１６との間にプライマリ軸１と同軸の関係で設けられ、回転スライド部材１２が回転させられたとき、ネジの送り作用により回転スライド部材１２を軸方向に移動させる送りネジ機構１７と、回転スライド部材１２と送りガイド部材１６との間に、送りネジ機構１７と同軸に且つ送りネジ機構１７と分離して設けられ、回転スライド部材１２の軸方向の移動を案内するスライドガイド機構１８と、により構成されている。
【００３２】
具体的に述べると、プライマリシーブ３の可動フランジ３Ｂと向かい合うケーシング１００の内側面に、可動フランジ３Ｂに向けて突出する円筒状の送りガイド部材１６がネジ止めされている。送りガイド部材１６は、プライマリ軸１に対し同軸に設けられており、この送りガイド部材１６の内周面に、前記送りネジ機構１７の一方のネジである雌ネジ１７Ａが形成されている。
【００３３】
又、回転スライド部材１２は、内筒壁１２ａと外筒壁１２ｂとを有する断面Ｕ字形の二重周壁構造のリング体として構成されており、円筒状の送りガイド部材１６の先端に嵌合されることで、送りガイド部材１６の内周側に内筒壁１２ａが位置し、送りガイド部材１６の外周側に外筒壁１２ｂが位置している。そして、送りガイド部材１６の内周と回転スライド部材１２の内筒壁１２ａとの対向面に、前記送りネジ機構１７が設けられ、送りガイド部材１６の外周と回転スライド部材１２の外筒壁１２ｂとの対向面に、前記スライドガイド機構１８が設けられている。即ち、内筒壁１２ａの外周面に送りネジ機構１７の他方のネジである雄ネジ１７Ｂが形成され、その雄ネジ１７Ｂが送りガイド部材１６の内周の雌ネジ１７Ａと噛み合うことで、送りネジ機構１７が構成されている。なお、雄ネジ１７Ｂと雌ネジ１７Ａには三角ネジが用いられている。
【００３４】
又、スライドガイド機構１８は、回転スライド部材１２の外筒部１２ｂと送りガイド部材１６の外周にそれぞれ形成されて互いに周方向及び軸方向に移動可能に面接触する一対の円筒摺動面１８Ａ、１８Ｂによって構成されている。このスライドガイド機構１８の端部には、シール用のＯリング１９が設けられている。尚、シール部材としては、Ｏリング１９に限らず、ロッドシール等の他のシール部材を用いることもできる。
【００３５】
上記のように、送りガイド部材１６の内周側に送りネジ機構１７が設けられ、外周側にスライドガイド機構１８が設けられることにより、送りネジ機構１７とスライドガイド機構１８は、プライマリ軸１の中心からの半径方向位置を異ならせながら、軸方向に重なる位置に配置されている。
【００３６】
本実施形態の無段変速機では、回転スライド部材１２が最初から一体部品としてではなく、２つの部材、即ち回転リング１４と往復歯車１５とを結合した合体部品として構成されている。往復歯車１５は、リング板状の平歯車１５ａの内周に円筒状のボス部１５ｂを一体に設けた形状をなしており、この円筒状のボス部１５ｂが、回転スライド部材１２として組み立てた場合の外筒壁１２ｂに相当し、送りガイド部材１６の外周に嵌合されている。従って、回転スライド部材１２の外筒壁１２ｂ上のスライドガイド機構１８の外周側の位置に、回転伝達機構１３の一要素である往復歯車１５の歯車部分が位置している。
【００３７】
又、回転スライド部材１２を構成するもう一つの部品である回転リング１４は、周壁が断面Ｕ字状に形成されており、回転スライド部材１２の内筒壁１２ａに相当する内周壁部１４ａと、往復歯車１５のボス部１５ｂの外周に嵌合して往復歯車１５の平板部にネジ結合される外周壁部１４ｂとを有している。この回転リング１４の内周壁部１４ａ（回転スライド部材１２の内筒壁１２ａに相当）は、軸受２３を介して、可動フランジ３Ｂと一体化されたスライダ２２に結合されている。従って、回転リング１４及び往復歯車１５からなる回転スライド部材１２と可動フランジ３Ｂとは、相対回転自在であるものの、軸方向に一体に移動するように結合されている。
【００３８】
この構成により、往復歯車１５が回転することにより、送りネジ機構１７のリード作用により、回転スライド部材１２が軸方向に移動し、それによりスライダ２２と一体化された可動フランジ３Ｂが移動して、プライマリシーブ３の溝幅が変化するようになっている。
【００３９】
ところで、回転スライド部材１２は、上記のように周壁部分がＵ字状断面の二重構造になっていて、送りガイド部材１６に嵌合されている。又、回転スライド部材１２と送りガイド部材１６との嵌合面には、送りネジ機構１７やスライドガイド機構１８が設けられている。このように構成されていると、回転スライド部材１２の内筒壁１２ａと外筒壁１２ｂとの間の内部空間１２ｐは封止されることになる。そうなると、回転スライド部材１２が軸方向に移動する際に支障が出る可能性がある。
【００４０】
そこで、本実施形態では、回転スライド部材１２の内筒壁１２ａの内周と外周との間に、回転スライド部材１２の内部空間１２ｐを、回転スライド部材１２の外部空間１２ｆ（送りガイド部材１６の内周側の空間で、クランク室やプライマリシーブ３の存在する空間から遮断された空間が相当する）に連通させる連通孔１２ｓを設けている。
又、プライマリシーブ３の可動フランジ３Ｂを任意に移動するためのモータ１０は、他の部品と干渉しない場所に配置されており、そのモータ出力軸１０ａと回転スライド部材１２との間に、回転伝達機構１３を構成する歯車列が設けられている。最終段の歯車は往復歯車１５からなるものの、途中の歯車列は多段の平歯車１３Ａ〜１３の組み合わせよりなる。
そして、モータ１０の回転をコントロールユニット２００（図２、参照）により制御することで、往復歯車１５を介して可動フランジ３Ｂを軸方向に移動させることができるようになっている。
【００４１】
次に、本実施形態に係る自動二輪車のＶベルト式無段変速機１１０の動作について説明する。
コントロールユニット２００よりモ−タ１０に変速信号が入力されると、モ−タ１０の回転により回転スライド部材１２（往復歯車１５及び回転リング１３）が回転し、送りネジ機構１７のリード作用により、回転スライド部材１２に軸受２３を介して固定されたスライダ２２が軸方向へ移動し、スライダ２２と一体化された可動フランジ３Ｂが移動して、プライマリシーブ３の溝幅が変化する。
【００４２】
例えば、プライマリシーブ３の溝幅が狭まる場合は、ベルト５の巻回径が大きくなり、変速比がＴｏｐ側に移行する。また、プライマリシーブ３の溝幅が広がる場合は、ベルト５の巻回径が小さくなり、変速比がＬｏｗ側に移行する。一方、セカンダリシーブ４の溝幅は、プライマリシーブ３の溝幅の変化に伴ってプライマリシーブ３と反対に動作する。
【００４３】
このような変速動作の際に、回転スライド部材１２の移動は、従来と同様に送りネジ機構１７で行われるものの、移動の際の回転スライド部材１２の案内は、送りネジ機構１７とは別個に設けられたスライドガイド機構によって行われる。つまり、「送り移動」と「案内」の役目が各機構（送りネジ機構１７とスライドガイド機構１８）によって明確に分担されている。このことにより、余分な力が送りネジ機構１７にかからなくなる。即ち、回転スライド部材１２には歯車（往復歯車１５）が設けられているので、回転トルク伝達の際に無理な形で送りネジ機構１７に余分な力がかかるおそれがあるが、歯車にかかる力は全てスライドガイド機構１８によって受け止めることができる。これにより、送りネジ機構１７に無理な力が加わるのを防ぐことができ、その結果、どんな状態であっても、送りネジ機構１７の動きを滑らかにすることができて、回転スライド部材１２の安定した動作を保証することができると共に、変速用駆動源であるモータ１０の負担も減らせる。
【００４４】
又、送りネジ機構１７は、送り移動の働きだけを果たせばよいのであるから、高度な案内機能を持たせる必要がなく、その分、ネジの種類や加工精度を価格の低いものに落とせる。つまり、本実施形態のように三角ネジを用いることができ、必ずしも台形ネジを使用しなくてもよくなる。
【００４５】
又、スライドガイド機構１８は、スライドベアリング等を用いて構成することもできるが、最も単純な滑り軸受の構造を採用しているので、スペースをとることもなく、回転スライド部材１２のスムーズな移動を実現することができる。
【００４６】
又、送りネジ機構１７とスライドガイド機構１８を、径方向の位置を異ならせ且つ軸方向に重なる位置に配置しているので、無段変速機の軸方向のコンパクト化に寄与することができる。
【００４７】
又、回転スライド部材１２を、断面Ｕ字形の二重周壁構造を有するリング体として構成しており、円筒状の送りガイド部材１６を内外周から送りネジ機構１７とスライドガイド機構１８で挟むように構成しているので、回転スライド部材１２を、回転可能且つ軸方向移動可能に送りガイド部材１６によって強固に支持することができる。
【００４８】
又、連通孔１２ｓを設けることによって、回転スライド部材１２の内部空間１２ｐを外部空間１２ｆに連通させたので、回転スライド部材１２が軸方向に動くことにより内部空間１２ｐが膨張収縮した場合にも、内部空間１２ｐの圧力を外部とバランスさせることができる。従って、回転スライド部材１２の動作に余計な負担をかけることがなくなる上、送りネジ機構１７やスライドガイド機構１８の潤滑状態に悪い影響を与えることもなくなる。
【００４９】
尚、上記実施形態では、送りガイド部材１６の内周と回転スライド部材１２の内筒壁１２ａとの対向面に送りネジ機構１７を設け、送りガイド部材１６の外周と回転スライド部材１２の外筒壁１２ｂとの対向面にスライドガイド機構１８を設けていたが、その逆に、送りガイド部材１６の内周と回転スライド部材１２の内筒壁１２ａとの対向面にスライドガイド機構１８を設け、送りガイド部材１６の外周と回転スライド部材１２の外筒壁１２ｂとの対向面に送りネジ機構１７を設けてもよい。
【００５０】
又、上記実施形態では、送りネジ機構１７とスライドガイド機構１８を、軸方向の位置を重ねて径方向の位置をずらして配置した場合を示したが、送りネジ機構１７とスライドガイド機構１８をプライマリ軸１の軸方向に並べて配置することもできる。その場合は、無段変速機の軸方向の寸法は大きくなるが、径方向のコンパクト化を実現することができる。
【００５１】
更に、上記実施形態においては、自動二輪車用のＶベルト式無段変速機１１０について説明したが、本発明のＶベルト式無段変速機は自動二輪車に限らず、比較的軽量な小型車両である三輪又は四輪バギー等にも適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係る小型車両用のＶベルト式無段変速機を示す水平断面図である。
【図２】図１に示した小型車両用のＶベルト式無段変速機のプライマリ側の構成を示す拡大断面図である。
【図３】従来のＶベルト式無段変速機の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ プライマリ軸
２ セカンダリ軸
３ プライマリシーブ
３Ａ 固定フランジ
３Ｂ 可動フランジ
４ セカンダリシーブ
４Ａ 固定フランジ
４Ｂ 可動フランジ
５ ベルト
８ 可動フランジ位置調節装置
１０ モータ（変速用駆動源）
１２ 回転スライド部材
１２ａ 内筒壁
１２ｂ 外筒壁
１２ｆ 外部空間
１２ｐ 内部空間
１２ｓ 連通孔
１３ 回転伝達機構
１５ 往復歯車
１６ 送りガイド部材
１７ 送りネジ機構
１８ スライドガイド機構
１０５ エンジン（動力源）
１１０ Ｖベルト式無段変速機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プライマリシーブとセカンダリシーブとの間にＶベルトを掛け渡した小型車両用のＶベルト式無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクータ型の自動二輪車等の小型車両には広くＶベルト式無段変速機が使われている。このＶベルト式無段変速機は、エンジン等の動力源の出力が入力されるプライマリ軸と駆動輪への出力を取り出すセカンダリ軸とにそれぞれ配された溝幅可変の一対のプライマリシーブ及びセカンダリシーブにＶベルトを巻回し、溝幅調節機構により各シーブの溝幅を変えることでＶベルトの各シーブに対する巻回径を調節し、それにより両シーブ間での変速比を無段階的に調節するというものである。
【０００３】
通常、前記プライマリシーブ及びセカンダリシーブは、相互間にＶ形溝を形成する固定フランジと可動フランジとから構成され、各可動フランジがプライマリ軸又はセカンダリ軸の軸線方向に移動自在に設けられている。そして、溝幅調節機構により可動フランジを移動することによって、変速比を無段階に調節できるようになっている。
【０００４】
従来、この種のＶベルト式無段変速機として、溝幅調節のための可動フランジの移動を、モータと送りネジ機構を組み合わせた装置で行うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図３は特許文献１に記載された従来のＶベルト式無段変速機の例を示す構成図である。図において、１０１はプライマリ軸（入力軸）、１０２はセカンダリ軸（出力軸）、１０３はプライマリシーブ、１０４はセカンダリシーブ、１０５はＶベルトである。プライマリシーブ１０３、セカンダリシーブ１０４は、それぞれ固定フランジ１０３Ａ、１０４Ａと可動フランジ１０３Ｂ、１０４Bから構成され、プライマリシーブ１０３の可動フランジ１０３Ｂを軸方向に移動して溝幅を調節する手段として、送りネジ機構１１２及び図示略のモータを中心要素とする可動フランジ位置調節装置１１０が設けられている。また、プライマリシーブ１０３の溝幅を狭める方向の補助力を発生する手段として、可動フランジ１０３Ｂの背面側にスプリング１２０が配されている。
【０００６】
具体的に説明すると、可動フランジ１０３Ｂの背面側には中空筒部１０７が突設されており、その先端内周部が軸受１０８を介して回転スライド部材１０９に結合されることで、可動フランジ１０３Ｂと回転スライド部材１０９が、軸方向には一体に移動するものの相対回転できる関係になっている。回転スライド部材１０９の内周側には、固定側の部材として配された送りガイド部材１１４の外周が嵌合されており、その嵌合面に送りネジ機構１１２の雄ネジと雌ネジが設けられている。そして、回転スライド部材１０９を図示略のモータで回転させることにより、その回転を、送りネジ機構１１２により直線動作に変換して、可動フランジ１０３Ｂに対する移動推力として付与するようになっている。
【０００７】
【特許文献１】特許第２５５８５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記従来の無段変速機において、回転スライド部材１０９は、回転と共に軸方向に移動するものであるが、軸方向に移動する際の案内が、構造上多少とも遊びのある送りネジ機構１１２それ自体の案内作用のみによって行われるので、動作が不安定になるおそれがあった。特に回転スライド部材１０９には通常歯車を設ける関係上、歯車の位置によっては、送りネジ機構１１２に余計な方向の力（例えば、歯車が倒れる方向の力）がかかることが予想され、結果的に送り動作がスムーズに行われないばかりか、モータの負担が増える可能性があった。
【０００９】
本発明は、上記事情を考慮し、送りネジ機構による送り動作をスムーズに行わせることができ、結果的に変速のための動作に無理な負荷がかからないようにすることのできる小型車両用のＶベルト式無段変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、動力源の出力が入力されるプライマリ軸と、該プライマリ軸に平行に配されて駆動輪への出力を取り出すセカンダリ軸と、前記プライマリ軸及びセカンダリ軸上にそれぞれ配され、相互間にベルト巻回用のＶ溝を形成する固定フランジ及び可動フランジを有し、且つ前記可動フランジを軸方向に移動することで前記Ｖ溝の溝幅を可変とされたプライマリシーブ及びセカンダリシーブと、これらプライマリシーブ及びセカンダリシーブのＶ溝に巻回され、両シーブ間で回転動力を伝達するＶベルトと、前記可動フランジを移動することで前記プライマリシーブ及びセカンダリシーブの溝幅を調節する溝幅調節機構とを備え、前記溝幅調節機構により前記各シーブの溝幅を変えることで前記Ｖベルトの各シーブに対する巻回径を調節し、前記プライマリシーブと前記セカンダリシーブとの間での変速比を無段階に調節する小型車両用のＶベルト式無段変速機において、前記溝幅調節機構の主要素として、変速用駆動源の回転を直線動作に変換して前記プライマリシーブの可動フランジに対する移動推力として付与し、それにより当該可動フランジの位置を調節する可動フランジ位置調節装置が設けられており、該可動フランジ位置調節装置が、前記プライマリシーブの可動フランジに対し回転自在且つ軸方向に一体に移動可能に連結された回転スライド部材と、前記変速用駆動源の回転を前記回転スライド部材に伝達する回転伝達機構と、前記回転スライド部材に対し固定側の部材として設けられた送りガイド部材と、前記回転スライド部材と送りガイド部材との間に前記プライマリ軸と同軸の関係で設けられ、回転スライド部材が回転させられたとき、ネジの送り作用により回転スライド部材を軸方向に移動させる送りネジ機構と、前記回転スライド部材と送りガイド部材との間に、前記送りネジ機構と同軸に且つ送りネジ機構と分離して設けられ、回転スライド部材の軸方向の移動を案内するスライドガイド機構と、により構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、前記スライドガイド機構が、前記回転スライド部材及び送りガイド部材にそれぞれ形成されて互いに周方向及び軸方向に移動可能に面接触する一対の円筒摺動面によって構成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記送りネジ機構と前記スライドガイド機構が、前記プライマリ軸の中心からの半径方向の位置を異ならせ且つ軸方向に重なる位置に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１又は２において、前記送りネジ機構と前記スライドガイド機構が、軸方向に並べて配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項３において、前記送りガイド部材が円筒状の部材として形成されると共に、前記回転スライド部材が、前記円筒状の送りガイド部材の先端に嵌合されることで、送りガイド部材の内周側に位置する内筒壁と送りガイド部材の外周側に位置する外筒壁とを一体に有した断面Ｕ字形の二重周壁構造のリング体として構成されており、前記送りガイド部材の内周と回転スライド部材の内筒壁との対向面に、前記送りネジ機構又はスライドガイド機構の一方が設けられ、前記送りガイド部材の外周と回転スライド部材の外筒壁との対向面に、前記送りネジ機構又はスライドガイド機構の他方が設けられ、しかも、前記回転スライド部材の外筒壁上の前記スライドガイド機構の外周側の位置に、前記回転伝達機構の一要素としての歯車が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項５において、前記回転スライド部材に、前記送りガイド部材に対して嵌合された際に前記内筒壁と外筒壁との間に封止される内部空間を回転スライド部材の外部空間へ連通させる連通孔を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、プライマリシーブの可動フランジに連結された回転スライド部材の移動は、従来と同様に送りネジ機構で行うものの、移動の際の回転スライド部材の案内は、送りネジ機構とは別個に設けたスライドガイド機構で行うようにしている。つまり、送り移動と案内の役目を各機構で分担したことにより、余分な力が送りネジ機構にかからないようにすることができる。特に、回転スライド部材に通常のように歯車を設けた場合、無理な形で送りネジ機構に余分な力がかかるおそれがあるが、歯車にかかる力は全てスライドガイド機構で受け止めることができるので、送りネジ機構に無理な力が加わるのを防ぐことができる。その結果、どんな状態であっても、送りネジ機構の動きを滑らかにすることができ、回転スライド部材の安定した動作を保証することができると共に、変速用駆動源の負担も減らせる。又、送りネジ機構は、送り移動の働きだけを果たせばよいから、高度な案内機能を持たせる必要がなく、その分、ネジの種類や加工精度を価格の低いものに落とせる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、スライドガイド機構を、互いに面接触する一対の円筒摺動面によって構成したので、スペースをとることなく、簡単な構造で、回転スライド部材のスムーズな移動を実現することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、送りネジ機構とスライドガイド機構を、径方向の位置を異ならせ且つ軸方向に重なる位置に配置したので、無段変速機の軸方向のコンパクト化を実現する上で効果を発揮することができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、送りネジ機構とスライドガイド機構を軸方向に並べて配置したので、無段変速機の径方向のコンパクト化を実現する上で効果を発揮することができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、回転スライド部材を、断面Ｕ字形の二重周壁構造を有するリング体として構成し、円筒状の送りガイド部材を内外周から送りネジ機構とスライドガイド機構で挟むようにしたので、回転スライド部材を、回転可能且つ軸方向移動可能に送りガイド部材によって強固に支持することができる。しかも、変速用駆動源からの回転を受ける歯車を、回転スライド部材の外筒壁上のスライドガイド機構の外周側の位置に設けたので、歯車にかかる力を確実にスライドガイド機構で受け止めることができ、送りネジ機構への無理な力の伝達を防止することができる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、断面Ｕ字形の二重周壁構造を有するリング体として構成した回転スライド部材の内部空間を外部空間に連通させたので、回転スライド部材が軸方向に動くことにより内部空間が膨張収縮した場合にも、内部空間の圧力を外部とバランスさせることができる。従って、回転スライド部材の動作に負担をかけることがなくなる上、送りネジ機構やスライドガイド機構の潤滑状態に悪い影響を与えることもなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態に係る小型車両用のＶベルト式無段変速機を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る小型車両用のＶベルト式無段変速機を示す水平断面図、図２は図１に示した小型車両用のＶベルト式無段変速機のプライマリ側の構成を示す拡大断面図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態に係る自動二輪車用（小型車両用）のＶベルト式無段変速機（以下、無段変速機とも云う）１１０は、動力源であるエンジン１０５の出力が入力されるプライマリ軸１と、該プライマリ軸１に平行に配されて駆動輪３０５への出力を取り出すセカンダリ軸２と、前記プライマリ軸１及びセカンダリ軸２上にそれぞれ配され、相互間にベルト巻回用のＶ溝を形成する固定フランジ３Ａ，４Ａ及び可動フランジ３Ｂ，４Ｂを有し、且つ前記可動フランジ３Ｂ，４Ｂを軸方向（図中、左右方向）に移動することで前記Ｖ溝の溝幅を可変とされたプライマリシーブ３及びセカンダリシーブ４と、これらプライマリシーブ３及びセカンダリシーブ４のＶ溝に巻回され、両シーブ３，４間で回転動力を伝達するＶベルト５と、前記可動フランジ３Ｂ，４Ｂを移動することで前記プライマリシーブ３及びセカンダリシーブ４の溝幅を調節する溝幅調節機構（特に符号は付さず）とを備えており、この溝幅調節機構によりプライマリシーブ３及びセカンダリシーブ４の溝幅を変えることで、Ｖベルト５の各シーブ３，４に対する巻回径を調節し、前記プライマリシーブ３と前記セカンダリシーブ４との間での変速比を無段階に調節するものである。
【００２４】
この無段変速機１１０は、前記溝幅調節機構の主たる要素として、変速用駆動源であるモータ１０（図２参照）の回転を直線動作に変換して、プライマリシーブ３の可動フランジ３Ｂに対する移動推力として付与し、それにより当該可動フランジ３Ｂの位置を調節する可動フランジ位置調節装置８を備えている。
【００２５】
又、その他の溝幅調節機構の要素として、前記可動フランジ３Ｂとプライマリ軸１との間に設けられ、プライマリ軸１の回転トルクと可動フランジ３Ｂの回転トルクにトルク差が生じた時に、トルク差を解消する方向の移動推力を前記可動フランジ３Ｂに付与するプライマリ側作動機構（所謂、トルクカム）３０と、前記セカンダリシーブ４の可動フランジ４Ｂに溝幅を狭める方向の推力を付与する手段である圧縮コイルスプリング４０と、前記可動フランジ４Ｂとセカンダリ軸２との間に設けられ、セカンダリ軸２の回転トルクと可動フランジ４Ｂの回転トルクにトルク差が生じた時に、トルク差を解消する方向の移動推力を前記可動フランジ４Ｂに付与するセカンダリ側作動機構（所謂、トルクカム）６０と、を備えている。
尚、図１において、矢印Ｃ，Ｅはプライマリ軸１及びセカンダリ軸２の各回転方向を示す。また、矢印Ｄはプライマリ側作動機構３０により可動フランジ３Ｂに発生する推力の方向を示し、矢印Ｆはセカンダリ側作動機構６０により可動フランジ４Ｂに発生する推力の方向を示す。
【００２６】
そして、本実施形態の無段変速機１１０は、エンジン１０５のクランクケースに隣接する変速機ケーシング１００，１０１内に収容されており、プライマリ軸１は、エンジン１０５のクランク軸と一体に構成されている。又、セカンダリ軸２は、減速機３０２を介して車軸３００に接続され、車軸３００に駆動輪３０５が取り付けられる。プライマリシーブ３はプライマリ軸１の外周に配され、セカンダリシーブ４はセカンダリ軸２の外周に遠心クラッチ７０を介して取り付けられている。
【００２７】
詳細に述べると、図２に示すように、プライマリシーブ３は、プライマリ軸（クランク軸）１の一端に固定される固定フランジ３Ａと、プライマリ軸１の軸方向（図中の矢印Ａ方向）に移動可能な可動フランジ３Ｂとで構成されており、これら固定フランジ３Ａと可動フランジ３Ｂの対向円錐面間に、Ｖベルト５が巻き掛けられるＶ溝が形成されている。
プライマリ軸１の一端は、軸受２５を介してケーシング１０１に支持されており、この軸受２５の嵌合するスリーブ２４と後述するスリーブ２１をロックナット２６で固定することによって、固定フランジ３Ａのボス部が軸方向に移動しないように固定されている。
【００２８】
可動フランジ３Ｂは、プライマリ軸１が貫通する円筒状のボス部を有し、このボス部の一端に円筒状のスライダ２２が固定されている。このスライダ２２とプライマリ軸１との間には、スリーブ２１が介装されており、このスリーブ２１は、プライマリ軸１の外周にスプライン２０を介して嵌合され、プライマリ軸１と一体に回転するようになっている。そして、このスリーブ２１の外周にスライダ２２が軸方向に移動可能に装着されている。
【００２９】
スライダ２２には、軸方向に対して斜めに延びるカム溝３１が形成されており、このカム溝３１内に、スリーブ２１の外周に突設したガイドピン３２が摺動可能に挿入されている。これにより、スライダ２２と一体の可動フランジ３Ｂは、プライマリ軸１と一体に回転しつつ、このプライマリ軸１の軸方向に移動可能となっている。
【００３０】
これらのカム溝３１とガイドピン３２は、前述したプライマリ側作動機構（所謂、トルクカム）３０を構成しており、カム溝３１の傾斜の向きは、プライマリ軸１の回転トルクと可動フランジ３Ｂの回転トルクにトルク差が生じた時に、トルク差を解消する方向の移動推力をプライマリシーブ３の可動フランジ３Ｂに付与する向き（例えば、プライマリ軸１の回転トルクが可動フランジ３Ｂの回転トルクより大きいときに、プライマリシーブ３の溝幅を狭める方向（矢印Ｄ方向）の移動推力を可動フランジ３Ｂに付与するような向き）に設定されている。傾斜角度を含めたカム溝３１の経路は、与える性能に応じて直線状や曲線状等の任意に設定することができ、加工も容易である。
【００３１】
一方、可動フランジ３Ｂの背面側には、前記可動フランジ位置調節装置８が設けられている。この可動フランジ位置調節装置８は、概略的に述べると、プライマリシーブ３の可動フランジ３Ｂに対し軸受を介して回転自在且つ軸方向に一体に移動可能に連結された回転スライド部材１２と、変速用駆動源であるモータ１０の回転を回転スライド部材１２に伝達する歯車式の回転伝達機構１３と、回転スライド部材１２に対し固定側の部材として設けられた送りガイド部材１６と、回転スライド部材１２と送りガイド部材１６との間にプライマリ軸１と同軸の関係で設けられ、回転スライド部材１２が回転させられたとき、ネジの送り作用により回転スライド部材１２を軸方向に移動させる送りネジ機構１７と、回転スライド部材１２と送りガイド部材１６との間に、送りネジ機構１７と同軸に且つ送りネジ機構１７と分離して設けられ、回転スライド部材１２の軸方向の移動を案内するスライドガイド機構１８と、により構成されている。
【００３２】
具体的に述べると、プライマリシーブ３の可動フランジ３Ｂと向かい合うケーシング１００の内側面に、可動フランジ３Ｂに向けて突出する円筒状の送りガイド部材１６がネジ止めされている。送りガイド部材１６は、プライマリ軸１に対し同軸に設けられており、この送りガイド部材１６の内周面に、前記送りネジ機構１７の一方のネジである雌ネジ１７Ａが形成されている。
【００３３】
又、回転スライド部材１２は、内筒壁１２ａと外筒壁１２ｂとを有する断面Ｕ字形の二重周壁構造のリング体として構成されており、円筒状の送りガイド部材１６の先端に嵌合されることで、送りガイド部材１６の内周側に内筒壁１２ａが位置し、送りガイド部材１６の外周側に外筒壁１２ｂが位置している。そして、送りガイド部材１６の内周と回転スライド部材１２の内筒壁１２ａとの対向面に、前記送りネジ機構１７が設けられ、送りガイド部材１６の外周と回転スライド部材１２の外筒壁１２ｂとの対向面に、前記スライドガイド機構１８が設けられている。即ち、内筒壁１２ａの外周面に送りネジ機構１７の他方のネジである雄ネジ１７Ｂが形成され、その雄ネジ１７Ｂが送りガイド部材１６の内周の雌ネジ１７Ａと噛み合うことで、送りネジ機構１７が構成されている。なお、雄ネジ１７Ｂと雌ネジ１７Ａには三角ネジが用いられている。
【００３４】
又、スライドガイド機構１８は、回転スライド部材１２の外筒部１２ｂと送りガイド部材１６の外周にそれぞれ形成されて互いに周方向及び軸方向に移動可能に面接触する一対の円筒摺動面１８Ａ、１８Ｂによって構成されている。このスライドガイド機構１８の端部には、シール用のＯリング１９が設けられている。尚、シール部材としては、Ｏリング１９に限らず、ロッドシール等の他のシール部材を用いることもできる。
【００３５】
上記のように、送りガイド部材１６の内周側に送りネジ機構１７が設けられ、外周側にスライドガイド機構１８が設けられることにより、送りネジ機構１７とスライドガイド機構１８は、プライマリ軸１の中心からの半径方向位置を異ならせながら、軸方向に重なる位置に配置されている。
【００３６】
本実施形態の無段変速機では、回転スライド部材１２が最初から一体部品としてではなく、２つの部材、即ち回転リング１４と往復歯車１５とを結合した合体部品として構成されている。往復歯車１５は、リング板状の平歯車１５ａの内周に円筒状のボス部１５ｂを一体に設けた形状をなしており、この円筒状のボス部１５ｂが、回転スライド部材１２として組み立てた場合の外筒壁１２ｂに相当し、送りガイド部材１６の外周に嵌合されている。従って、回転スライド部材１２の外筒壁１２ｂ上のスライドガイド機構１８の外周側の位置に、回転伝達機構１３の一要素である往復歯車１５の歯車部分が位置している。
【００３７】
又、回転スライド部材１２を構成するもう一つの部品である回転リング１４は、周壁が断面Ｕ字状に形成されており、回転スライド部材１２の内筒壁１２ａに相当する内周壁部１４ａと、往復歯車１５のボス部１５ｂの外周に嵌合して往復歯車１５の平板部にネジ結合される外周壁部１４ｂとを有している。この回転リング１４の内周壁部１４ａ（回転スライド部材１２の内筒壁１２ａに相当）は、軸受２３を介して、可動フランジ３Ｂと一体化されたスライダ２２に結合されている。従って、回転リング１４及び往復歯車１５からなる回転スライド部材１２と可動フランジ３Ｂとは、相対回転自在であるものの、軸方向に一体に移動するように結合されている。
【００３８】
この構成により、往復歯車１５が回転することにより、送りネジ機構１７のリード作用により、回転スライド部材１２が軸方向に移動し、それによりスライダ２２と一体化された可動フランジ３Ｂが移動して、プライマリシーブ３の溝幅が変化するようになっている。
【００３９】
ところで、回転スライド部材１２は、上記のように周壁部分がＵ字状断面の二重構造になっていて、送りガイド部材１６に嵌合されている。又、回転スライド部材１２と送りガイド部材１６との嵌合面には、送りネジ機構１７やスライドガイド機構１８が設けられている。このように構成されていると、回転スライド部材１２の内筒壁１２ａと外筒壁１２ｂとの間の内部空間１２ｐは封止されることになる。そうなると、回転スライド部材１２が軸方向に移動する際に支障が出る可能性がある。
【００４０】
そこで、本実施形態では、回転スライド部材１２の内筒壁１２ａの内周と外周との間に、回転スライド部材１２の内部空間１２ｐを、回転スライド部材１２の外部空間１２ｆ（送りガイド部材１６の内周側の空間で、クランク室やプライマリシーブ３の存在する空間から遮断された空間が相当する）に連通させる連通孔１２ｓを設けている。
又、プライマリシーブ３の可動フランジ３Ｂを任意に移動するためのモータ１０は、他の部品と干渉しない場所に配置されており、そのモータ出力軸１０ａと回転スライド部材１２との間に、回転伝達機構１３を構成する歯車列が設けられている。最終段の歯車は往復歯車１５からなるものの、途中の歯車列は多段の平歯車１３Ａ〜１３の組み合わせよりなる。
そして、モータ１０の回転をコントロールユニット２００（図２、参照）により制御することで、往復歯車１５を介して可動フランジ３Ｂを軸方向に移動させることができるようになっている。
【００４１】
次に、本実施形態に係る自動二輪車のＶベルト式無段変速機１１０の動作について説明する。
コントロールユニット２００よりモ−タ１０に変速信号が入力されると、モ−タ１０の回転により回転スライド部材１２（往復歯車１５及び回転リング１３）が回転し、送りネジ機構１７のリード作用により、回転スライド部材１２に軸受２３を介して固定されたスライダ２２が軸方向へ移動し、スライダ２２と一体化された可動フランジ３Ｂが移動して、プライマリシーブ３の溝幅が変化する。
【００４２】
例えば、プライマリシーブ３の溝幅が狭まる場合は、ベルト５の巻回径が大きくなり、変速比がＴｏｐ側に移行する。また、プライマリシーブ３の溝幅が広がる場合は、ベルト５の巻回径が小さくなり、変速比がＬｏｗ側に移行する。一方、セカンダリシーブ４の溝幅は、プライマリシーブ３の溝幅の変化に伴ってプライマリシーブ３と反対に動作する。
【００４３】
このような変速動作の際に、回転スライド部材１２の移動は、従来と同様に送りネジ機構１７で行われるものの、移動の際の回転スライド部材１２の案内は、送りネジ機構１７とは別個に設けられたスライドガイド機構によって行われる。つまり、「送り移動」と「案内」の役目が各機構（送りネジ機構１７とスライドガイド機構１８）によって明確に分担されている。このことにより、余分な力が送りネジ機構１７にかからなくなる。即ち、回転スライド部材１２には歯車（往復歯車１５）が設けられているので、回転トルク伝達の際に無理な形で送りネジ機構１７に余分な力がかかるおそれがあるが、歯車にかかる力は全てスライドガイド機構１８によって受け止めることができる。これにより、送りネジ機構１７に無理な力が加わるのを防ぐことができ、その結果、どんな状態であっても、送りネジ機構１７の動きを滑らかにすることができて、回転スライド部材１２の安定した動作を保証することができると共に、変速用駆動源であるモータ１０の負担も減らせる。
【００４４】
又、送りネジ機構１７は、送り移動の働きだけを果たせばよいのであるから、高度な案内機能を持たせる必要がなく、その分、ネジの種類や加工精度を価格の低いものに落とせる。つまり、本実施形態のように三角ネジを用いることができ、必ずしも台形ネジを使用しなくてもよくなる。
【００４５】
又、スライドガイド機構１８は、スライドベアリング等を用いて構成することもできるが、最も単純な滑り軸受の構造を採用しているので、スペースをとることもなく、回転スライド部材１２のスムーズな移動を実現することができる。
【００４６】
又、送りネジ機構１７とスライドガイド機構１８を、径方向の位置を異ならせ且つ軸方向に重なる位置に配置しているので、無段変速機の軸方向のコンパクト化に寄与することができる。
【００４７】
又、回転スライド部材１２を、断面Ｕ字形の二重周壁構造を有するリング体として構成しており、円筒状の送りガイド部材１６を内外周から送りネジ機構１７とスライドガイド機構１８で挟むように構成しているので、回転スライド部材１２を、回転可能且つ軸方向移動可能に送りガイド部材１６によって強固に支持することができる。
【００４８】
又、連通孔１２ｓを設けることによって、回転スライド部材１２の内部空間１２ｐを外部空間１２ｆに連通させたので、回転スライド部材１２が軸方向に動くことにより内部空間１２ｐが膨張収縮した場合にも、内部空間１２ｐの圧力を外部とバランスさせることができる。従って、回転スライド部材１２の動作に余計な負担をかけることがなくなる上、送りネジ機構１７やスライドガイド機構１８の潤滑状態に悪い影響を与えることもなくなる。
【００４９】
尚、上記実施形態では、送りガイド部材１６の内周と回転スライド部材１２の内筒壁１２ａとの対向面に送りネジ機構１７を設け、送りガイド部材１６の外周と回転スライド部材１２の外筒壁１２ｂとの対向面にスライドガイド機構１８を設けていたが、その逆に、送りガイド部材１６の内周と回転スライド部材１２の内筒壁１２ａとの対向面にスライドガイド機構１８を設け、送りガイド部材１６の外周と回転スライド部材１２の外筒壁１２ｂとの対向面に送りネジ機構１７を設けてもよい。
【００５０】
又、上記実施形態では、送りネジ機構１７とスライドガイド機構１８を、軸方向の位置を重ねて径方向の位置をずらして配置した場合を示したが、送りネジ機構１７とスライドガイド機構１８をプライマリ軸１の軸方向に並べて配置することもできる。その場合は、無段変速機の軸方向の寸法は大きくなるが、径方向のコンパクト化を実現することができる。
【００５１】
更に、上記実施形態においては、自動二輪車用のＶベルト式無段変速機１１０について説明したが、本発明のＶベルト式無段変速機は自動二輪車に限らず、比較的軽量な小型車両である三輪又は四輪バギー等にも適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係る小型車両用のＶベルト式無段変速機を示す水平断面図である。
【図２】図１に示した小型車両用のＶベルト式無段変速機のプライマリ側の構成を示す拡大断面図である。
【図３】従来のＶベルト式無段変速機の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ プライマリ軸
２ セカンダリ軸
３ プライマリシーブ
３Ａ 固定フランジ
３Ｂ 可動フランジ
４ セカンダリシーブ
４Ａ 固定フランジ
４Ｂ 可動フランジ
５ ベルト
８ 可動フランジ位置調節装置
１０ モータ（変速用駆動源）
１２ 回転スライド部材
１２ａ 内筒壁
１２ｂ 外筒壁
１２ｆ 外部空間
１２ｐ 内部空間
１２ｓ 連通孔
１３ 回転伝達機構
１５ 往復歯車
１６ 送りガイド部材
１７ 送りネジ機構
１８ スライドガイド機構
１０５ エンジン（動力源）
１１０ Ｖベルト式無段変速機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源の出力が入力されるプライマリ軸と、
該プライマリ軸に平行に配されて駆動輪への出力を取り出すセカンダリ軸と、
前記プライマリ軸及びセカンダリ軸上にそれぞれ配され、相互間にベルト巻回用のＶ溝を形成する固定フランジ及び可動フランジを有し、且つ前記可動フランジを軸方向に移動することで前記Ｖ溝の溝幅を可変とされたプライマリシーブ及びセカンダリシーブと、
これらプライマリシーブ及びセカンダリシーブのＶ溝に巻回され、両シーブ間で回転動力を伝達するＶベルトと、
前記可動フランジを移動することで前記プライマリシーブ及びセカンダリシーブの溝幅を調節する溝幅調節機構とを備え、
前記溝幅調節機構により前記各シーブの溝幅を変えることで前記Ｖベルトの各シーブに対する巻回径を調節し、前記プライマリシーブと前記セカンダリシーブとの間での変速比を無段階に調節する小型車両用のＶベルト式無段変速機において、
前記溝幅調節機構の主要素として、変速用駆動源の回転を直線動作に変換して前記プライマリシーブの可動フランジに対する移動推力として付与し、それにより当該可動フランジの位置を調節する可動フランジ位置調節装置が設けられており、
該可動フランジ位置調節装置が、
前記プライマリシーブの可動フランジに対し回転自在且つ軸方向に一体に移動可能に連結された回転スライド部材と、
前記変速用駆動源の回転を前記回転スライド部材に伝達する回転伝達機構と、
前記回転スライド部材に対し固定側の部材として設けられた送りガイド部材と、
前記回転スライド部材と送りガイド部材との間に前記プライマリ軸と同軸の関係で設けられ、回転スライド部材が回転させられたとき、ネジの送り作用により回転スライド部材を軸方向に移動させる送りネジ機構と、
前記回転スライド部材と送りガイド部材との間に、前記送りネジ機構と同軸に且つ送りネジ機構と分離して設けられ、回転スライド部材の軸方向の移動を案内するスライドガイド機構と、
により構成されていることを特徴とする小型車両用のＶベルト式無段変速機。
【請求項２】
前記スライドガイド機構が、前記回転スライド部材及び送りガイド部材にそれぞれ形成されて互いに周方向及び軸方向に移動可能に面接触する一対の円筒摺動面によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の小型車両用のＶベルト式無段変速機。
【請求項３】
前記送りネジ機構と前記スライドガイド機構が、前記プライマリ軸の中心からの半径方向の位置を異ならせ且つ軸方向に重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の小型車両用のＶベルト式無段変速機。
【請求項４】
前記送りネジ機構と前記スライドガイド機構が、軸方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の小型車両用のＶベルト式無段変速機。
【請求項５】
前記送りガイド部材が円筒状の部材として形成されると共に、
前記回転スライド部材が、前記円筒状の送りガイド部材の先端に嵌合されることで、送りガイド部材の内周側に位置する内筒壁と送りガイド部材の外周側に位置する外筒壁とを一体に有した断面Ｕ字形の二重周壁構造のリング体として構成されており、
前記送りガイド部材の内周と回転スライド部材の内筒壁との対向面に、前記送りネジ機構又はスライドガイド機構の一方が設けられ、前記送りガイド部材の外周と回転スライド部材の外筒壁との対向面に、前記送りネジ機構又はスライドガイド機構の他方が設けられ、
しかも、前記回転スライド部材の外筒壁上の前記スライドガイド機構の外周側の位置に、前記回転伝達機構の一要素としての歯車が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の小型車両用のＶベルト式無段変速機。
【請求項６】
前記回転スライド部材に、前記送りガイド部材に対して嵌合された際に前記内筒壁と外筒壁との間に封止される内部空間を回転スライド部材の外部空間へ連通させる連通孔を設けたことを特徴とする請求項５に記載の小型車両用のＶベルト式無段変速機。
【請求項１】
動力源の出力が入力されるプライマリ軸と、
該プライマリ軸に平行に配されて駆動輪への出力を取り出すセカンダリ軸と、
前記プライマリ軸及びセカンダリ軸上にそれぞれ配され、相互間にベルト巻回用のＶ溝を形成する固定フランジ及び可動フランジを有し、且つ前記可動フランジを軸方向に移動することで前記Ｖ溝の溝幅を可変とされたプライマリシーブ及びセカンダリシーブと、
これらプライマリシーブ及びセカンダリシーブのＶ溝に巻回され、両シーブ間で回転動力を伝達するＶベルトと、
前記可動フランジを移動することで前記プライマリシーブ及びセカンダリシーブの溝幅を調節する溝幅調節機構とを備え、
前記溝幅調節機構により前記各シーブの溝幅を変えることで前記Ｖベルトの各シーブに対する巻回径を調節し、前記プライマリシーブと前記セカンダリシーブとの間での変速比を無段階に調節する小型車両用のＶベルト式無段変速機において、
前記溝幅調節機構の主要素として、変速用駆動源の回転を直線動作に変換して前記プライマリシーブの可動フランジに対する移動推力として付与し、それにより当該可動フランジの位置を調節する可動フランジ位置調節装置が設けられており、
該可動フランジ位置調節装置が、
前記プライマリシーブの可動フランジに対し回転自在且つ軸方向に一体に移動可能に連結された回転スライド部材と、
前記変速用駆動源の回転を前記回転スライド部材に伝達する回転伝達機構と、
前記回転スライド部材に対し固定側の部材として設けられた送りガイド部材と、
前記回転スライド部材と送りガイド部材との間に前記プライマリ軸と同軸の関係で設けられ、回転スライド部材が回転させられたとき、ネジの送り作用により回転スライド部材を軸方向に移動させる送りネジ機構と、
前記回転スライド部材と送りガイド部材との間に、前記送りネジ機構と同軸に且つ送りネジ機構と分離して設けられ、回転スライド部材の軸方向の移動を案内するスライドガイド機構と、
により構成されていることを特徴とする小型車両用のＶベルト式無段変速機。
【請求項２】
前記スライドガイド機構が、前記回転スライド部材及び送りガイド部材にそれぞれ形成されて互いに周方向及び軸方向に移動可能に面接触する一対の円筒摺動面によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の小型車両用のＶベルト式無段変速機。
【請求項３】
前記送りネジ機構と前記スライドガイド機構が、前記プライマリ軸の中心からの半径方向の位置を異ならせ且つ軸方向に重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の小型車両用のＶベルト式無段変速機。
【請求項４】
前記送りネジ機構と前記スライドガイド機構が、軸方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の小型車両用のＶベルト式無段変速機。
【請求項５】
前記送りガイド部材が円筒状の部材として形成されると共に、
前記回転スライド部材が、前記円筒状の送りガイド部材の先端に嵌合されることで、送りガイド部材の内周側に位置する内筒壁と送りガイド部材の外周側に位置する外筒壁とを一体に有した断面Ｕ字形の二重周壁構造のリング体として構成されており、
前記送りガイド部材の内周と回転スライド部材の内筒壁との対向面に、前記送りネジ機構又はスライドガイド機構の一方が設けられ、前記送りガイド部材の外周と回転スライド部材の外筒壁との対向面に、前記送りネジ機構又はスライドガイド機構の他方が設けられ、
しかも、前記回転スライド部材の外筒壁上の前記スライドガイド機構の外周側の位置に、前記回転伝達機構の一要素としての歯車が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の小型車両用のＶベルト式無段変速機。
【請求項６】
前記回転スライド部材に、前記送りガイド部材に対して嵌合された際に前記内筒壁と外筒壁との間に封止される内部空間を回転スライド部材の外部空間へ連通させる連通孔を設けたことを特徴とする請求項５に記載の小型車両用のＶベルト式無段変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２９５０４（Ｐ２００６−２９５０４Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１１６７３（Ｐ２００４−２１１６７３）
【出願日】平成１６年７月２０日（２００４．７．２０）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２０日（２００４．７．２０）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
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